KR101104367B1 - Ｌｅｄ 광원 노광 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 광원 노광 장치에 관한 것으로, LED 램프를 광원으로 이용하여 광원에 대한 교체 주기를 길게 유지할 수 있고 필요에 따라 온/오프할 수 있도록 함으로써, 불필요한 전력 낭비를 방지하고 에너지 효율을 향상시킬 수 있으며, 다수개의 LED 램프를 오목한 곡면상에 배치하여 각 LED 램프로부터 발생된 광이 직접 인터그레이터 렌즈로 집중 입사되도록 함으로써, 기존 노광기에서 인터그레이터 렌즈 이후의 광학계를 활용할 수 있으며, 다수개의 LED 램프로부터 발생된 광을 반사판과 집광 렌즈를 통해 인터그레이터 렌즈로 집광시킴으로써, LED 램프로부터 발생된 광 중 노광 공정에 사용되지 못하는 불용광을 최소화하여 광 효율을 최대 한도로 높임과 동시에 노광 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 LED 광원 노광 장치를 제공한다.

Description

ＬＥＤ 광원 노광 장치{Exposure Apparatus Using LED}
본 발명은 LED 광원 노광 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 LED 램프를 광원으로 이용하여 광원에 대한 교체 주기를 길게 유지할 수 있고 필요에 따라 온/오프할 수 있도록 함으로써, 불필요한 전력 낭비를 방지하고 에너지 효율을 향상시킬 수 있으며, 다수개의 LED 램프를 오목한 곡면상에 배치하여 각 LED 램프로부터 발생된 광이 직접 인터그레이터 렌즈로 집중 입사되도록 함으로써, 기존 노광기에서 인터그레이터 렌즈 이후의 광학계를 활용할 수 있으며, 다수개의 LED 램프로부터 발생된 광을 반사판과 집광 렌즈를 통해 인터그레이터 렌즈로 집광시킴으로써, LED 램프로부터 발생된 광 중 노광 공정에 사용되지 못하는 불용광을 최소화하여 광 효율을 최대 한도로 높임과 동시에 노광 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 LED 광원 노광 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 컴퓨터 및 각종 전자 제품에 적용되는 반도체 소자나, 화상 표시 소자인 액정 표시 소자(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 소자(PDP: Plasma Display Panel), 전자 부품이 실장되는 회로기판(PCB) 등의 제조 과정 중에서 미세 패턴을 정밀하게 형성하기 위해 포토 리소그래피(photo-lithography) 방법을 널리 이용한다.
포토 리소그래피 방법은 피처리 기판 상에 감광 물질(photo-resist)을 균일하게 도포하여 감광 물질 막을 형성하는 단계와, 형성된 감광 물질 막을 선택적으로 노광용 광에 노출시켜 노출된 부분의 감광 물질의 성질을 변화시키는 단계와, 현상액 등을 이용하여 성질이 변화된 부분을 선택적으로 제거하여 목적하는 감광 물질 막 패턴을 형성하는 단계로 이루어지며, 이후 형성된 감광 물질 막 패턴을 이용하여 식각(etching) 공정 등을 통해 피처리 기판 상에 패턴을 형성시키게 된다.
포토 리소그래피 공정에 속하는 노광(exposure) 공정은 특정 패턴이 디자인된 레티클(reticle) 또는 마스크(mask)를 광원과 피처리 기판 사이에 위치시키고, 광원으로부터 피처리 기판을 향해 광을 조사시킴으로써 광이 레티클 또는 마스크 상의 패턴에 따라 피처리 기판을 선택적으로 노출시키는 방식으로 진행된다.
종래 노광 공정에 사용되는 일반적인 노광 장치는 수은과 같은 방전 가스가 주입된 방전 램프에서 생성된 자외선 대역의 광을 이용하여 감광 물질을 노광하는 방식으로 구성된다.
이러한 방전 램프는 일반적으로 수명이 1,000 시간 내외로 짧아 교체에 따른 소모성 비용이 증가할 뿐만 아니라 교체시마다 장시간의 휴지 기간이 필요하다는 문제가 있었다. 특히, 휴지 기간에는 방전 램프에 대한 냉각 시간, 교체 작업 시간 및 교체된 새로운 방전 램프의 위치 조정 등과 같은 세팅 시간 등이 필요하므로, 방전 램프의 교체시마다 생산에 상당한 차질이 발생하게 되었다.
또한, 방전 램프는 온/오프하는 경우, 정상 상태로 작동하기까지의 시간이 상당히 오래 걸릴 뿐만 아니라 빈번한 온/오프 작동시 열적 스트레스로 인해 크랙이 발생될 수 있기 때문에, 일반적으로 항상 온 상태를 유지하며 사용되고 있다. 따라서, 불필요한 전력 낭비가 발생하게 되는 등의 문제가 있었다.
아울러, 이러한 방전 램프는 그 출사광이 모든 방향으로 방사되는 형태로 구성되므로, 이러한 출사광을 타원 미러를 통해 집광해야 하며, 광원의 효율이 떨어지는 등의 문제가 있었다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 LED 램프를 광원으로 이용하여 광원에 대한 교체 주기를 길게 유지할 수 있고 필요에 따라 온/오프할 수 있도록 함으로써, 불필요한 전력 낭비를 방지하고 더욱 에너지 효율적인 LED 광원 노광 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다수개의 LED 램프를 오목한 곡면상에 배치하여 각 LED 램프로부터 발생된 광이 직접 인터그레이터 렌즈로 집중 입사되도록 함으로써, 기존 노광기에서 인터그레이터 렌즈 이후의 광학계를 활용할 수 있는 LED 광원 노광 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다수개의 LED 램프로부터 발생된 광을 반사판과 집광 렌즈를 통해 인터그레이터 렌즈로 집광시킴으로써, LED 램프로부터 발생된 광 중 노광 공정에 사용되지 못하는 불용광을 최소화할 수 있고, 이에 따라 광 효율을 최대 한도로 높일 수 있고 노광 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 LED 광원 노광 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다수개의 LED 램프에 대해 각각 개별적으로 또는 그룹별로 온/오프되도록 동작 제어함으로써, 노광 공정의 종류에 따라 최적화된 광원 상태로 노광 공정을 수행할 수 있는 LED 광원 노광 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 감광 물질이 도포된 피처리 기판이 안착되는 스테이지; 일측면이 오목한 곡면을 이루도록 형성된 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트에 장착되어 상기 감광 물질을 노광하기 위한 광을 발생시키는 다수개의 LED 램프를 포함하는 광원부; 상기 광원부로부터 발생된 광이 통과하도록 배치된 인터그레이터 렌즈; 및 상기 인터그레이터 렌즈를 통과한 광을 평행광으로 변환시켜 상기 스테이지를 향해 반사하는 평행광 미러를 포함하고, 다수개의 상기 LED 램프는 발생된 광이 상기 인터그레이터 렌즈로 집중될 수 있도록 상기 베이스 플레이트의 오목한 곡면에 장착되는 것을 특징으로 하는 LED 광원 노광 장치를 제공한다.
이때, 상기 베이스 플레이트의 오목한 곡면은 구면을 이루도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 LED 램프의 전방에는 상기 LED 램프의 광을 상기 인터그레이터 렌즈로 집광시키는 별도의 집광 렌즈가 장착될 수 있다.
또한, 상기 집광 렌즈는 다수개의 상기 LED 램프 각각에 대응되도록 다수개 장착될 수 있다.
또한, 상기 LED 램프와 상기 집광 렌즈 사이에는 상기 LED 램프의 광을 상기 집광 렌즈로 반사하는 반사판이 상기 LED 램프의 외곽 둘레를 따라 각각 배치될 수 있다.
또한, 상기 LED 램프, 집광 렌즈 및 반사판은 상호 결합된 하나의 모듈 형태로 제작되어 상기 베이스 플레이트에 장착될 수 있다.
한편, 상기 LED 램프와 상기 집광 렌즈 사이에는 상기 LED 램프의 광을 각각 상기 집광 렌즈로 반사하는 반사판이 배치되고, 상기 반사판은 다수개의 상기 LED 램프를 각각 분리 구획하는 격자 형태의 일체형으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 집광 렌즈는 다수개의 상기 LED 램프 전체에 대해 다대일로 대응되도록 하나의 일체형으로 형성되고, 상기 LED 램프와 상기 집광 렌즈 사이에는 상기 LED 램프의 광을 각각 상기 집광 렌즈로 반사하는 반사판이 배치되며, 상기 반사판은 다수개의 상기 LED 램프의 전체 영역에 대한 최외곽 둘레를 따라 배치될 수 있다.
한편, 상기 집광 렌즈는 다수개의 상기 LED 램프의 광이 각각 상기 인터그레이터 렌즈를 포함하는 최소 영역을 동일하게 통과하도록 형성될 수 있다.
또한, 다수개의 상기 LED 램프는 별도의 제어부를 통해 각각 개별적으로 온/오프되거나 또는 다수 그룹으로 분리되어 각 그룹별로 온/오프되도록 동작 제어될 수 있다.
본 발명에 의하면, LED 램프를 광원으로 이용하여 광원에 대한 교체 주기를 길게 유지함으로써 유지보수 비용을 절약할 수 있으며, 필요에 따라 온/오프할 수 있도록 함으로써, 불필요한 전력 낭비를 방지하고 에너지 효율을 향상시켜, 거의 반영구적으로 사용할 수도 있으며, LED 램프를 부분적으로 점등함으로써 노광면의 조도를 조절할 수 있는 효과가 있다.
또한, 수은램프의 경우 폭발 가능성이 있고, 폭발로 인한 수은 노출의 위험성과 주변 광학 부품의 파손 우려가 있으므로, 폭발 사고 발생시 작업 손실이 크지만, LED 램프의 경우 폭발 가능성이 없이, 안전하게 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 다수개의 LED 램프를 오목한 곡면상에 배치하여 각 LED 램프로부터 발생된 광이 직접 인터그레이터 렌즈로 집중 입사되도록 함으로써, 기존 노광기에서 인터그레이터 렌즈 이후의 광학계를 활용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 다수개의 LED 램프로부터 발생된 광을 반사판과 집광 렌즈를 통해 인터그레이터 렌즈로 집광시킴으로써, LED 램프로부터 발생된 광 중 노광 공정에 사용되지 못하는 불용광을 최소화할 수 있고, 이에 따라 광 효율을 최대 한도로 높일 수 있고 노광 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 다수개의 LED 램프에 대해 각각 개별적으로 또는 그룹별로 온/오프되도록 동작 제어함으로써, 노광 공정의 종류에 따라 최적화된 광원 상태로 노광 공정을 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원 노광 장치의 개략적인 구성을 개념적으로 도시한 개념도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원 노광 장치의 광원부에 대한 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원 노광 장치의 개별 LED 램프에 대한 광 경로를 개념적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원 노광 장치의 광원부에 대한 광 경로를 개념적으로 도시한 도면,
도 5 및 도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 LED 광원 노광 장치의 광원부에 대한 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원 노광 장치의 개략적인 구성을 개념적으로 도시한 개념도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원 노광 장치는 LED 램프를 이용한 광원을 통해 노광용 광을 발생시키는 장치로서, 스테이지(100)와, LED 램프(220)를 포함하는 광원부(200)와, 인터그레이터 렌즈(300)와, 평행광 미러(400)를 포함하여 구성된다.
스테이지(100)는 노광 공정을 위한 피처리 기판(P)이 안착되도록 평판형으로 형성되며, 스테이지(100)에 안착되는 피처리 기판(P)은 상면에 감광 물질(P1)이 도포된 형태로 구성된다. 피처리 기판(P)에 도포된 감광 물질(P1)에는 특정 패턴이 형성된 마스크(미도시)를 통과한 노광용 광에 의해 특정 패턴이 전사된다.
광원부(200)는 피처리 기판(P)의 감광 물질(P1)을 노광하기 위한 노광용 광을 발생시키는 다수개의 LED 램프(220)와, 다수개의 LED 램프(220)가 장착되는 베이스 플레이트(210)를 포함하여 구성된다. 이때, LED 램프(220)는 자외선 영역의 광을 발생할 수 있는 UV LED 램프(220)가 사용된다. 또한, 베이스 플레이트(210)는 일측면이 오목한 곡면을 이루도록 형성되며, 다수개의 LED 램프(220)는 각각에서 발생된 광이 인터그레이터 렌즈(300)로 집중될 수 있도록 베이스 플레이트(210)의 오목한 곡면에 장착된다. 즉, LED 램프(220)는 종래 기술의 방전 램프와 달리 그 특성상 발생된 광이 상대적으로 일정 방향을 향하는 직진성을 가지므로, 다수개의 LED 램프(220)로부터 각각 발생된 광에 대해 직접 인터그레이터 렌즈(300)로 입사되도록 구성되는 것이 바람직하며, 이는 본 발명의 일 실시예에 따라 다수개의 LED 램프(220)를 베이스 플레이트(210)의 오목한 곡면에 장착하는 방식으로 가능하다.
이때, 베이스 플레이트(210)의 오목한 곡면은 구(球)면을 이루도록 형성되는 것이 바람직하며, 이를 통해 베이스 플레이트(210)를 더욱 컴팩트하게 구성할 수 있고, 다수개의 LED 램프(220)로부터 각각 발생된 광의 인터그레이터 렌즈(300)에 대한 집중도를 더욱 향상시킬 수 있다.
인터그레이터 렌즈(300)는 렌즈가 다수개의 행과 열로 배치되는 플라이아이렌즈(Fly eye lens)로 구성될 수 있으며, 이러한 렌즈는 광 분포를 더욱 양호하게 하는 역할을 수행한다. 평행광 미러(400)는 이러한 인터그레이터 렌즈(300)를 통과한 광을 평행광으로 변환시켜 스테이지(100)를 향해 반사하도록 구성되며, 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이 하나의 구면 미러로 구성될 수도 있으며, 이와 달리 다수개의 구면 미러 및 평면 미러 등으로 구성될 수도 있는 등 그 구성은 사용자의 필요에 따라 다양하게 변경 가능하다.
이와 같은 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원 노광 장치는 다수개의 LED 램프(220)를 오목한 곡면에 배치함으로써, 다수개의 LED 램프(220)로부터 발생된 광을 직접 인터그레이터 렌즈(300)로 집중시킬 수 있으므로, 노광 장치의 광학계 구조를 더욱 컴팩트화할 수 있다. 아울러, 노광 장치의 광원으로 LED 램프를 이용함으로써, 종래 기술의 방전 램프와 달리 그 수명이 수만 내지 수십만 시간에 해당하므로, 교체 주기 및 이에 따른 휴지 기간의 주기가 매우 길어지게 되어 더욱 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, LED 램프는 순간적인 온/오프 동작이 가능하므로, 방전 램프와 달리 계속해서 온 상태로 유지시킬 필요가 없어 불필요한 전력 낭비를 방지할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원부(200)의 구성을 도 2 내지 도 4를 중심으로 좀 더 자세히 살펴본다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원 노광 장치의 광원부에 대한 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원 노광 장치의 개별 LED 램프에 대한 광 경로를 개념적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원 노광 장치의 광원부에 대한 광 경로를 개념적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광원부(200)는 전술한 바와 같이 오목한 곡면을 갖는 베이스 플레이트(210)와, 오목한 곡면에 장착되는 다수개의 LED 램프(220)를 포함하여 구성되는데, 이때, LED 램프(220)의 전방에는 LED 램프(220)로부터 발생된 광을 인터그레이터 렌즈(300)로 집광시키는 별도의 집광 렌즈(240)가 장착될 수 있으며, 아울러, LED 램프(220)와 집광 렌즈(240) 사이에는 LED 램프(220)로부터 발생된 광을 집광 렌즈(240)로 반사하는 반사판(230)이 배치될 수 있다. 이러한 LED 램프(220)와, 집광 렌즈(240)와 반사판(230)은 도 2에 도시된 바와 같이 상호 결합된 하나의 모듈(M) 형태로 제작되어 각각 모듈(M) 단위로 베이스 플레이트(210)에 장착되도록 구성될 수 있다.
LED 램프(220)는 일반적으로 LED 기판(221)에 LED 칩(222)이 실장되는 형태로 형성되며, 하나의 LED 기판(221)에 다수개의 LED 칩(222)이 실장되는 형태로 구성될 수도 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따라 각각 개별적인 LED 램프(220)를 이룰 수 있도록 하나의 LED 기판(221)에 하나의 LED 칩(222)이 실장되는 형태로 구성된다.
집광 렌즈(240)는 LED 램프(220)로부터 발생된 광이 입사되어 통과하도록 LED 램프(220)의 전방에 인접하게 배치되며, 볼록 렌즈의 형태로 형성되어 LED 램프(220)로부터 발생된 광이 확산되지 않고 일정 영역 이내로 집중될 수 있도록 구성된다. 즉, 집광 렌즈(240)는 도 3에 도시된 바와 같이 LED 램프(220)로부터 발생된 광을 굴절시켜 광에 대한 확산각을 상대적으로 작게 좁혀주는 역할을 수행한다. 예를 들면, 확산각이 α1 각도인 광이 집광 렌즈(240)를 통과하며 굴절되어 확산각이 β 각도(β<α1)로 더 작게 집광된다. 이러한 집광 렌즈(240)는 다수개의 LED 램프(220)에 각각 대응되도록 다수개 배치되며, 이에 따라 각각의 LED 램프(220)의 광은 각각 해당 집광 렌즈(240)를 통해 해당 영역으로 집중되도록 구성된다.
이때, 집광 렌즈(240)는 다수개의 LED 램프(220)의 광이 각각 인터그레이터 렌즈(300)로 각각 집광되도록 형성된다. 좀 더 구체적으로는, 도 4에 도시된 바와 같이 각 LED 램프(220)로부터 발생된 광이 각각 해당 집광 렌즈(240)를 통과하여 각각 인터그레이터 렌즈(300)를 포함하는 최소 영역으로 모두 동일하게 집광되도록 집광 렌즈(240)가 형성된다. 즉, 각각의 집광 렌즈(240)는 각 LED 램프(220)로부터 발생된 광에 대한 수직한 방향의 광 영역이 각각 인터그레이터 렌즈(300)를 포함하는 형태로 인터그레이터 렌즈(300)에 외접하도록 형성된다.
이에 따라 각 LED 램프(220)로부터 발생된 광이 모두 인터그레이터 렌즈(300)로 집광되어 사용되지 않는 불용광이 최소화되므로, 각 LED 램프(220)로부터 발생된 광에 대한 효율이 향상되어 상대적으로 적은 개수의 LED 램프(220)로도 더욱 높은 강도의 노광용 광을 제공할 수 있다.
한편, 이러한 집광 렌즈(240)와 LED 램프(220) 사이에는 전술한 바와 같이 LED 램프(220)의 광을 집광 렌즈(240)로 반사하는 반사판(230)이 배치되는데, 이러한 반사판(230)은 LED 램프(220)의 외곽 둘레를 따라 중공의 원통 형상으로 형성된다. 물론, 반사판(230)의 형상은 원통형 뿐만 아니라 사각 또는 삼각 기둥과 같이 다각 기둥 형태로도 형성될 수 있는 등 다양하게 변경 가능하다.
이러한 구조에 따라 LED 램프(220)로부터 발생된 광은 모두 집광 렌즈(240)를 통과할 수 있게 된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 LED 램프(220)로부터 발생된 광이 확산각 α 각도를 갖게 되면, 광의 일부는 집광 렌즈(240)를 벗어난 경로로 진행하기 때문에 집광 렌즈(240)를 통해 집광되지 못하게 되고, 이에 따라 인터그레이터 렌즈(300)로 집광되지 못하여 노광용 광으로서 사용할 수 없게 된다. 이러한 현상을 방지할 수 있도록 본 발명에서는 반사판(230)이 구비되며, 반사판(230)은 도 3에 도시된 바와 같이 확산각 α 각도를 갖는 광을 전반사하여 집광 렌즈(240)로 입사되도록 함으로써, LED 램프(220)로부터 발생되는 광 전체가 모두 집광 렌즈(240)로 입사되도록 하는 기능을 수행한다.
이와 같이 각각 반사판(230)과 집광 렌즈(240)가 구비된 LED 램프(220)는 도 4에 도시된 바와 같이 베이스 플레이트(210)의 오목한 곡면에 장착되고, 이에 따라 각각의 LED 램프(220)로부터 발생된 광은 반사판(230) 및 집광 렌즈(240)를 통해 모두 동일한 영역인 인터그레이터 렌즈(300)로 집광된다. 이 과정에서 다수개의 LED 램프(220)로부터 발생된 광은 불용광이 거의 발생하지 않고 모두 인터그레이터 렌즈(300)로 집광되므로 광 효율이 매우 향상된다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원 노광 장치는 다수개의 LED 램프(220)로부터 발생된 광이 반사판(230)을 통해 반사되어 모두 집광 렌즈(240)를 통과하고, 이후 집광 렌즈(240)에 의해 인터그레이터 렌즈(300)로 집광되도록 구성됨으로써, LED 램프(220)로부터 발생된 광에 대한 사용 효율을 최대한으로 높일 수 있으므로, 전체적인 노광 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
한편, 이러한 LED 램프(220), 반사판(230) 및 집광 렌즈(240)는 각각 별개로 제작되어 베이스 플레이트(210)에 순차적으로 조립되는 방식으로 결합될 수도 있으나, 도 2에 도시된 바와 같이 LED 램프(220), 반사판(230) 및 집광 렌즈(240)가 하나의 모듈(M) 형태로 미리 조립되어 각각 모듈 단위로 베이스 플레이트(210)에 결합되는 방식으로 구성될 수 있다.
이 경우, 각각의 모듈(M)을 베이스 플레이트(210)에 각각 결합할 수도 있으나, 별도의 연성인쇄회로기판(FPCB)(미도시)을 사용하여 각 모듈(M)을 연성인쇄회로기판에 실장한 후, 각 모듈(M)이 실장된 연성인쇄회로기판을 베이스 플레이트(210)의 오목한 곡면에 부착하는 방식으로 조립할 수도 있을 것이다.
또한, 이러한 모듈(M)은 다수개의 모듈을 한 세트로 구성하여 세트 단위별로 베이스 플레이트(210)에 결합할 수도 있다. 예를 들면, 10개의 모듈(M)이 하나의 세트를 이루도록 일체형으로 제작되고, 이러한 세트를 베이스 플레이트(210)에 다 수개 결합하는 방식으로 구성될 수도 있다. 이와 같이 하나의 세트를 이루는 다수개의 모듈(M)은 하나의 LED 기판(221)에 다수개의 LED 칩(222)이 장착된 형태로 다수개의 LED 램프(220)를 이루고, 각각의 LED 램프(220)에 대응하여 반사판(230) 및 집광 렌즈(240)가 각각 LED 기판(221) 상에 장착되는 방식으로 구성될 수 있다.
한편, 도시하지는 않았으나, 이상에서 설명한 다수개의 LED 램프(220)는 별도의 제어부(미도시)를 통해 온/오프되도록 구성될 수 있는데, 다수개의 LED 램프(220)가 모두 동시에 온/오프되도록 구성되거나 또는 각각 개별적으로 온/오프되도록 구성될 수 있으며, 이외에도 다수의 그룹으로 분리되어 각 그룹별로 온/오프되도록 구성될 수도 있다. 다수개의 LED 램프(220)가 각각 개별적으로 온/오프되거나 또는 그룹별로 온/오프되는 경우, 노광 공정의 종류에 따라 개별 LED 램프(220)를 오프 상태로 작동시킬 수 있으므로, 전력 소모를 줄일 수 있으며 다양한 노광 공정에 대해 더욱 최적화된 상태로 작업을 수행할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 LED 광원 노광 장치의 광원부에 대한 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광원부(200)는 전술한 바와 같이 LED 램프(220), 반사판(230) 및 집광 렌즈(240)가 하나의 모듈(M) 형태로 제작되어 베이스 플레이트(210)에 결합되도록 구성될 수 있으나, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 LED 램프(220)가 각각 개별적으로 베이스 플레이트(210)에 결합되고, 이 상태에서 별도의 반사판(230)과 집광 렌즈(240)가 각각 결합되도록 구성될 수도 있다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이 반사판(230)은 다수개의 LED 램프(220)를 각각 분리 구획하는 격자 형태의 일체형으로 형성되어 LED 램프(220)가 베이스 플레이트(210)에 결합된 상태에서 LED 램프(220)의 전면에 결합되도록 구성될 수 있다. 이때, 집광 렌즈(240)는 하나의 일체형으로 형성되어 격자형 반사판(230)의 전면에 부착되도록 구성될 수 있다.
이 경우, 집광 렌즈(240)는 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 반사판(230)의 각 격자 문양마다 각각 하나의 볼록 렌즈가 형성되도록 볼록면을 갖는 형태로 형성될 수도 있고, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 격자형 반사판(230)의 전체 면적을 덮는 형태의 하나의 볼록 렌즈 형태로 형성될 수도 있다. 광 효율의 측면에서는 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 구성되는 것이 유리하고, 제작성 측면에서는 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 구성되는 것이 유리하므로, 사용자의 필요에 따라 집광 렌즈(240)의 형태를 다양하게 선택 적용할 수 있을 것이다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이 반사판(230)을 다수개의 LED 램프(220) 전체 영역에 대한 최외곽 둘레를 감싸는 형태로 형성할 수도 있다. 이 경우, 집광 렌즈(240)는 이러한 반사판(230)의 전면을 덮는 하나의 볼록 렌즈 형태로 형성되어 반사판(230)에 결합되도록 구성될 수 있다.
이는 다수개의 LED 램프(220)로부터 발생된 광이 전체적으로 하나의 집광 렌즈(240)로 입사되도록 하고, 전체 LED 램프(220)에 대한 광의 확산각이 하나의 집광 렌즈(240)를 벗어나는 경우에 대해서만 반사판(230)을 통해 반사되어 집광 렌즈(240)로 입사될 수 있도록 구성한 것으로, 광 효율 측면에서 전술한 구조에 비해 상대적으로 불리할 수 있으나 제작성 측면에서는 매우 유리한 구조이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 스테이지 200: 광원부
210: 베이스 플레이트 220: LED 램프
230: 반사판 240: 집광 렌즈
300: 인터그레이터 렌즈 400: 평행광 미러

Claims (10)

  1. 감광 물질이 도포된 피처리 기판이 안착되는 스테이지;
    일측면이 오목한 곡면을 이루도록 형성된 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트에 장착되어 상기 감광 물질을 노광하기 위한 광을 발생시키는 다수개의 LED 램프를 포함하는 광원부;
    상기 광원부로부터 발생된 광이 통과하도록 배치된 인터그레이터 렌즈; 및
    상기 인터그레이터 렌즈를 통과한 광을 평행광으로 변환시켜 상기 스테이지를 향해 반사하는 평행광 미러
    를 포함하고, 다수개의 상기 LED 램프는 발생된 광이 상기 인터그레이터 렌즈로 집중될 수 있도록 상기 베이스 플레이트의 오목한 곡면에 장착되며, 상기 LED 램프의 전방에는 상기 LED 램프의 광을 상기 인터그레이터 렌즈로 집광시키는 별도의 집광 렌즈가 장착되는 것을 특징으로 하는 LED 광원 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트의 오목한 곡면은 구면을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 광원 노광 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 집광 렌즈는 다수개의 상기 LED 램프 각각에 대응되도록 다수개 장착되는 것을 특징으로 하는 LED 광원 노광 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 LED 램프와 상기 집광 렌즈 사이에는 상기 LED 램프의 광을 상기 집광 렌즈로 반사하는 반사판이 상기 LED 램프의 외곽 둘레를 따라 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 LED 광원 노광 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 LED 램프, 집광 렌즈 및 반사판은 상호 결합된 하나의 모듈 형태로 제작되어 상기 베이스 플레이트에 장착되는 것을 특징으로 하는 LED 광원 노광 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED 램프와 상기 집광 렌즈 사이에는 상기 LED 램프의 광을 각각 상기 집광 렌즈로 반사하는 반사판이 배치되고, 상기 반사판은 다수개의 상기 LED 램프를 각각 분리 구획하는 격자 형태의 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 광원 노광 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 집광 렌즈는 다수개의 상기 LED 램프 전체에 대해 다대일로 대응되도록 하나의 일체형으로 형성되고, 상기 LED 램프와 상기 집광 렌즈 사이에는 상기 LED 램프의 광을 각각 상기 집광 렌즈로 반사하는 반사판이 배치되며, 상기 반사판은 다수개의 상기 LED 램프의 전체 영역에 대한 최외곽 둘레를 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 LED 광원 노광 장치.
  9. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 7 항 또는 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 집광 렌즈는 다수개의 상기 LED 램프의 광이 각각 상기 인터그레이터 렌즈를 포함하는 최소 영역을 동일하게 통과하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 광원 노광 장치.
  10. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 7 항 또는 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    다수개의 상기 LED 램프는 별도의 제어부를 통해 각각 개별적으로 온/오프되거나 또는 다수 그룹으로 분리되어 각 그룹별로 온/오프되도록 동작 제어되는 것을 특징으로 하는 LED 광원 노광 장치.

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